论文部分内容阅读
旋转填充床是典型的化工过程强化装备,利用旋转填充床内填料旋转产生的巨大剪切力,将流体撕碎、破裂成微小的膜、丝和滴等流体微元,可极大地增加相界面积,最终实现分离与反应过程的高度强化。旋转填充床填料需具备抗腐蚀、气相压降低等特点,从而满足旋转填充床脱硫的工业长周期运行需要。本研究采用聚乙烯填料作为旋转填充床填料,在气液两相逆流操作条件下,研究了聚乙烯填料旋转填充床压降及液体微元形态等流动特性及氨法脱硫性能,并与规整式填料旋转填充床进行了对比,研究的结果表明:1.聚乙烯填料旋转填充床流动特性研究采用空气一水体系,考察了水流量、空气流量、转速等因素对旋转填充床气相压降的影响规律。结果表明,聚乙烯填料旋转填充床的干床压降随转速和空气流量的增加而增大;湿床压降也随转速和空气流量的增长而增长,水流量对湿床压降影响不大。对于同种填料,干床压降略高于相同条件下的湿床压降;而聚乙烯填料旋转填充床的干/湿床压降低于相同条件下规整式填料旋转填充床的干/湿床压降。采用多元非线性回归法,得到了聚乙烯填料旋转填充床干床压降和湿床压降关联式,关联式的计算值与实验值的偏差在均在±10%之内。进一步通过高速摄像技术,发现聚乙烯填料旋转填充床空腔区液滴平均直径随填料床床径和转速的增加而降低。实验范围内,液滴的平均直径为0.25~1.10 mm。2.氨法脱硫性能研究考察了转子速度、吸收液流量、气体流量、液气比、SO2进口浓度、吸收液总碱度和超重力水平等因素对逆流旋转填充床脱硫性能的影响。结果表明,脱硫率随旋转填充床转速、液体流量和吸收剂总碱度的增加而增加;随气体流量、液气比和SO2进口浓度的增加而降低。在实验条件下,聚乙烯填料旋转填充床和规整式填料旋转填充床脱硫率分别达到97%和95%。通过多元非线性回归法拟合,得到了聚乙烯填料旋转填充床气相总传质系数关联式,关联式的计算值与实验值的偏差在士5%之内。